SLA (Stereolithographie) 3D-Druck erklärt

SLA (Stereolithographie) ist eine beliebte Technologie in der sich ständig weiterentwickelnden Welt der additiven Fertigung. Durch die Nutzung der Kraft des Lichts zur Aushärtung lichtempfindlicher Polymere eröffnet SLA Designmöglichkeiten mit präzisen und komplizierten Drucken mit außergewöhnlichen Oberflächengüten.

Dieser Artikel befasst sich mit dieser 3D-Drucktechnologie und geht auf ihre Grundprinzipien, Materialien und Anwendungen ein. Außerdem erfahren Sie die entscheidenden Unterschiede zwischen SLA und Digital Light Processing (DLP), einer ähnlichen additiven Fertigungstechnologie.

Was ist SLA?

Stereolithografie (SLA) ist ein hochentwickeltes additives Fertigungsverfahren, das die Kraft des Lichts nutzt, um flüssigen Kunststoff in feste, dreidimensionale Objekte zu verwandeln.

Bei dieser Technologie, die auch als Harz-3D-Druck oder Bottich-Photopolymerisation bezeichnet wird, werden lichtempfindliche Polymere Schicht für Schicht mit einem Laser oder einer anderen Lichtquelle ausgehärtet. Das Ergebnis ist ein hochpräzises und detailliertes Teil mit einer glatte OberflächenbeschaffenheitDas macht SLA zu einer bevorzugten Wahl für Anwendungen, die Präzision und feine Details erfordern.

SLA nutzt die Kraft der Photopolymerisation, um flüssige Photopolymerharze Schicht für Schicht in feste Objekte zu verwandeln.

Das Verfahren beginnt mit einem Behälter mit flüssigem Harz, das durch einen präzise gesteuerten Laserstrahl selektiv ausgehärtet und in der gewünschten Form verfestigt wird. Dieser schichtweise Ansatz führt zu hochauflösenden Drucken mit bemerkenswerter Genauigkeit und feinen Details. Die Schichtdicke, die in der Regel zwischen 10 und 100 Mikrometern liegt, spielt eine entscheidende Rolle beim Erreichen dieser feinen Details und komplizierten Geometrien.

SLA-Materialien

SLA bietet verschiedene Materialien, jedes mit einzigartigen Eigenschaften und Anwendungen. Zu den Photopolymerharzen, die speziell für SLA formuliert wurden, gehören:

Standardharze: Diese Allzweckharze eignen sich für verschiedene Anwendungen, darunter Prototypen, Konzeptmodelle und Funktionsteile. Sie bieten gute mechanische Eigenschaften, eine einfache Anwendung und eine hervorragende Oberflächenbeschaffenheit.

Flexible Harze: Flexible Harze imitieren die Flexibilität und Elastizität von Gummi. Sie sind ideal für die Herstellung von Teilen, die gebogen, gedehnt oder gestaucht werden müssen. Zu den Anwendungen gehören Dichtungen, Dichtungen, Griffe und tragbare Geräte.

Hochtemperaturharze: Hochtemperaturharze, die hohen Temperaturen standhalten, werden für Funktionsteile verwendet, die Hitze ausgesetzt sind, wie z. B. Automobilkomponenten unter der Motorhaube, Formen und Werkzeugeinsätze.

Transparente Harze: Transparente Harze ermöglichen die Herstellung klarer und durchscheinender Teile, die sich für Anwendungen wie Optik, Lichtleiter, Linsen und visuelle Prototypen eignen, bei denen es auf optische Klarheit ankommt.

Biokompatible Harze Sie sind sicher für medizinische und zahnmedizinische Anwendungen.

Merkmale des SLA-3D-Drucks

Der SLA-3D-Druck ist für mehrere wichtige Eigenschaften bekannt, die ihn zu einer beliebten Wahl in verschiedenen Branchen machen:

Hohe Genauigkeit und Detailgenauigkeit: Die SLA-Technologie zeichnet sich durch die Herstellung von Teilen mit außergewöhnlicher Genauigkeit und komplizierten Details aus und ist daher ideal für Anwendungen, bei denen Präzision von größter Bedeutung ist.

Minimale sichtbare Schichtlinien: Der schichtweise Aufbau im SLA-Verfahren führt zu Teilen mit minimalen sichtbaren Schichtlinien und gewährleistet eine glatte Oberfläche, die oft nur wenig oder gar keine Nachbearbeitung erfordert.

Unterstützungsstrukturen: Um die Integrität überhängender oder empfindlicher Merkmale während des Drucks zu erhalten, erfordert SLA die Verwendung von Stützstrukturen. Diese Stützen werden neben dem Teil gedruckt und bei der Nachbearbeitung entfernt.

UV-Laser: Die Verwendung eines UV-Lasers oder einer anderen Lichtquelle zum Aushärten des Harzes ist ein entscheidendes Merkmal des SLA-3D-Drucks. Diese Technologie erfordert zwar eine spezielle Ausrüstung, ermöglicht aber die Herstellung sehr detaillierter und genauer Teile.

Beliebte SLA-Anwendungen

SLA wird dank seiner Präzision und seiner Fähigkeit zur Herstellung komplizierter Teile in verschiedenen Branchen eingesetzt. Einige typische Anwendungen von SLA sind:

Prototyping: SLA wird häufig für das Rapid Prototyping in der Produktentwicklung eingesetzt und ermöglicht es Designern und Ingenieuren, funktionale Prototypen mit hoher Genauigkeit und komplizierten Details zu erstellen.

Technik: SLA produziert detaillierte Komponenten, Funktionsprototypen und Werkzeuge für diese Branchen. Es ermöglicht Ingenieuren, Entwürfe vor der Fertigung zu testen und zu validieren.

Zahnmedizinische und medizinische Geräte: SLA wird in der Zahnmedizin eingesetzt, um Modelle für kieferorthopädische Aligner, chirurgische Schablonen, Kronen, Brücken und andere Zahnersatzteile zu erstellen. Es wird auch bei der Herstellung von medizinischen Geräten wie Hörgeräten und maßgeschneiderten Prothesen verwendet.

SLA-Prozess-Schritte

Der SLA-3D-Druckprozess beginnt mit der Designvorbereitung und endet mit der Nachbearbeitung. Dies sind die Schritte, die Ihr Design in ein fertiges Teil verwandeln.

Entwurfsvorbereitung: Bereiten Sie das 3D-Modell in der CAD-Software vor und stellen Sie sicher, dass es für das SLA-Verfahren optimiert ist. Dazu gehört auch das Hinzufügen von Stützen, um die Stabilität von überhängenden oder empfindlichen Elementen zu gewährleisten.

Wenn Sie die MakerVerse Plattform verwenden, ist dies der wichtigste Schritt, auf den Sie sich konzentrieren müssen. Sie können dann Ihr Design hochladen und die benötigten Materialien und Nachbearbeitungsoptionen angeben. Innerhalb von 24 Stunden erhalten Sie ein Angebot und können mit der Produktion beginnen. Wir kümmern uns um den gesamten Produktionsprozess und stellen die industrielle Qualität Ihres fertigen Teils sicher.

Vorbereitung des Druckers: Wenn Sie einen hauseigenen SLA-Drucker verwenden, müssen Sie die Harzwanne mit dem gewünschten Photopolymerharz füllen und für die richtige Nivellierung und Kalibrierung der Bauplattform sorgen.

Drucken: Auf der Grundlage der geschnittenen Modelldaten härtet der UV-Laser des Druckers das Harz selektiv aus und verfestigt es Schicht für Schicht. Nachdem jede Schicht ausgehärtet ist, senkt sich die Bauplattform und legt die nächste Schicht frei.

Der Drucker fährt mit dem schichtweisen Aufbau fort, bis das gesamte Objekt gedruckt ist, wobei jede Schicht an den zuvor ausgehärteten Schichten haftet.

Nachbearbeiten: Nach Abschluss des Druckvorgangs wird das Objekt in der Regel an Stützstrukturen befestigt, um zu verhindern, dass es sich während des Druckvorgangs verzieht oder in sich zusammenfällt.

Sobald der Druck aus dem Drucker entnommen wurde, wird er nachbearbeitet. Dazu kann die Reinigung des Drucks in Isopropylalkohol gehören, um überschüssiges Harz zu entfernen, die UV-Härtung, um den Druck vollständig auszuhärten, und das Entfernen aller Stützstrukturen.

Wann sollte DLP im Vergleich zu SLA verwendet werden? 

SLA und Digital Light Processing (DLP) sind harzbasierte 3D-Drucktechnologien mit vielen Überschneidungen in Bezug auf ihre Fähigkeiten. Allerdings gibt es auch einige Unterschiede.

Preis: Der Preis variiert je nach verwendetem Material und den zu druckenden Teilen. DLP bietet höhere Geschwindigkeiten, ist aber auch etwas komplizierter einzurichten, was etwaige Kostenvorteile ausgleichen könnte. In diesem Fall ist es wichtig, die Materialauswahl, die Produktionsgröße und andere Faktoren zu berücksichtigen, da diese den Endpreis beeinflussen können.

Präzision: <0,2 μm Sowohl die DLP- als auch die SLA-Technologie bieten eine außergewöhnliche Präzision. In Bezug auf die Maßgenauigkeit hat DLP einen leichten Vorteil.

Oberflächenqualität: SLA zeichnet sich häufig durch eine hohe Oberflächenqualität und -glätte aus. DLP ist zwar immer noch in der Lage, hochwertige Oberflächen zu erzeugen, kann aber aufgrund des projektionsbasierten Aushärtungsprozesses etwas ausgeprägtere Schichtlinien aufweisen. Durch Nachbearbeitungstechniken wie Schleifen, Polieren oder Auftragen von Oberflächenfinishs lassen sich jedoch sowohl bei DLP- als auch bei SLA-Drucken glatte Oberflächen erzielen.

Erste Schritte mit SLA

Sind Sie bereit, Ihre SLA-Reise anzutreten? SLA ist eine von mehr als einem Dutzend verfügbaren Fertigungstechnologien MakerVerse-Plattform. Laden Sie ein Teil hoch, geben Sie die benötigten Materialien an, und beginnen Sie mit der Produktion.